Qu’est-ce que l’Internet des objets Azure (IoT) ?
L’Internet des objets Azure (IoT) est un ensemble de services cloud, de composants périphériques et de Kits de développement logiciel (SDK) managés par Microsoft qui vous permettent de connecter, surveiller et contrôler vos ressources et appareils IoT à grande échelle. Plus simplement, une solution IoT est faite de ressources ou d’appareils IoT qui communiquent avec des services cloud.
Une décision clé à prendre lorsque vous concevez une solution IoT est le choix entre l’utilisation d’une solution basée sur le cloud ou basée sur la périphérie :
- Dans une solution basée sur le cloud, vos appareils IoT se connectent directement au cloud où leurs messages sont traités et analysés. Vous surveillez et contrôlez vos appareils directement à partir du cloud.
- Dans une solution basée sur la périphérie, vos ressources IoT se connectent à un environnement de périphérie qui traite leurs messages avant de les transférer vers le cloud pour le stockage et l’analyse. Vous surveillez et contrôlez généralement vos ressources à partir du cloud, via l’environnement d’exécution de périphérie. Il est également possible de surveiller et de contrôler vos ressources directement à partir de la périphérie.
Les deux sections suivantes donnent une vue générale des composants dans les solutions IoT classiques basées sur le cloud et basées sur la périphérie. Cet article se concentre sur les principaux groupes de composants : appareils, ressources, services cloud IoT, services d’exécution de périphérie, autres services cloud et préoccupations à l’échelle de la solution. D’autres articles de cette section fournissent plus de détails sur chacun de ces composants.
Une solution basée sur le cloud est un ensemble intégré d’appareils, de composants et de services IoT qui répond à un besoin métier et qui connecte des appareils directement au cloud. Un exemple de solution basée sur le cloud pourrait être une flotte de camions de livraison qui envoient des données de télémétrie au cloud à des fins d’analyse et de visualisation :
Vous pouvez créer des solutions cloud avec des services tels qu'IoT Hub, Service de provisionnement des appareils et Azure Digital Twins.
Une solution basée sur la périphérie est un ensemble intégré de ressources, de composants et de services IoT qui répond à un besoin métier et qui connecte des ressources à des services de périphérie proches. Un exemple de solution basée sur la périphérie pourrait être une usine où vos ressources IoT industrielles se connectent à des services locaux, car :
- Soit les ressources communiquent à l’aide de protocoles de réseau local tels qu’OPC UA.
- Soit des préoccupations en matière de sécurité signifient que vous ne devez pas connecter les ressources directement à l’Internet public.
Une solution basée sur la périphérie peut toujours transférer des données de vos ressources vers le cloud pour un traitement supplémentaire, comme l’analyse et la visualisation :
Vous pouvez créer des solutions basées sur la périphérie avec Opérations Azure IoT ou Azure IoT Edge. Opérations Azure IoT est une nouvelle offre qui suit l’approche de cloud adaptatif de Microsoft pour intégrer des composants cloud et de périphérie.
Pour déterminer s’il faut créer une solution basée sur la périphérie ou basée sur le cloud, passez en revue les comparaisons entre les deux approches décrites dans les sections suivantes. Chaque section répertorie les détails des offres actuelles pour les solutions basées sur le cloud et basées sur la périphérie.
Appareils, ressources et connectivité
Les solutions basées sur le cloud et basées sur la périphérie ont des appareils ou des ressources qui collectent des données à partir desquelles vous souhaitez dériver des insights métier. Les sections suivantes décrivent les appareils et les ressources d’une solution IoT, ainsi que la façon dont ils se connectent au cloud.
Appareils IoT
Un appareil IoT est généralement constitué d’un circuit imprimé avec des capteurs qui collectent des données. Les appareils IoT se connectent souvent directement à Internet, mais dans certains cas s’appuient sur une passerelle locale pour la connectivité au cloud. Voici quelques exemples d’appareils IoT :
- Capteur de pression sur une pompe à huile distante
- Capteurs de température et d’humidité sur un climatiseur
- Accéléromètre dans un ascenseur
- Capteurs de présence dans une salle
Pour créer votre solution, vous disposez d’un large éventail d’appareils de différents fabricants. Pour le prototypage d’un appareil à microprocesseur, vous pouvez utiliser un appareil tel qu’un Raspberry Pi. Le Raspberry Pi vous permet d’attacher de nombreux types de capteurs. Pour le prototypage d’un appareil microcontrôleur, utilisez des appareils tels que l’ESPRESSIF ESP32 ou le kit de découverte STMicroelectronics B-L475E-IOT01A vers IoT Hub. Ces cartes ont généralement des capteurs intégrés, tels que des capteurs de température et d’accéléromètre.
Microsoft fournit des kits SDK d’appareil open source que vous pouvez utiliser pour créer les applications qui s’exécutent sur vos appareils.
Pour en savoir plus sur les appareils de votre solution IoT, consultez la rubrique Développement d’appareils IoT.
Ressources IoT
Une ressource IoT est un concept plus large que celui d’appareil IoT, qui fait référence à n’importe quel élément de valeur à partir duquel vous souhaitez gérer, surveiller et collecter des données. Une ressource peut être une machine, un appareil, un composant logiciel, un système entier ou un objet physique. Les ressources sont généralement situées à un emplacement que vous contrôlez, comme une usine, et peuvent ne pas être capables de se connecter directement à l’Internet public. Voici quelques exemples de ressources IoT :
- Bras robotisés, tapis roulants, et ascenseurs
- Machines CNC industrielles, tours, scies, et perceuses
- Machines d’imagerie médicale de diagnostic
- Caméras vidéo de sécurité
- Logiciels ou composants logiciels
- Contrôleurs logiques programmables
- Bâtiments
- Cultures agricoles
Dans Opérations Azure IoT, le terme ressource fait également référence à la représentation virtuelle d’une ressource physique. Dans un déploiement Opérations Azure IoT, vous utilisez le Registre de Dispositifs Azure pour gérer vos ressources sur Azure et votre cluster Kubernetes dans le cadre de l’approche de cloud adaptatif. Le service Registre de Dispositifs Azure stocke des informations sur vos ressources, telles que leurs métadonnées et leurs informations de connexion, et vous permet d’utiliser des outils tels qu’Azure Resource Manager pour les gérer.
Connectivité des appareils
En règle générale, les appareils IoT envoient les données de télémétrie de leurs capteurs aux services cloud de votre solution. Toutefois, d’autres types de communication sont possibles, par exemple un service cloud qui envoie des commandes à vos appareils. Vous trouverez ci-dessous des exemples de communication appareil-à-cloud et cloud-à-appareil :
Un camion frigorifique mobile envoie la température à un hub IoT toutes les 5 minutes.
Le service cloud envoie une commande à un appareil pour changer sa fréquence d’envoi de la télémétrie en vue de diagnostiquer un problème.
Les kits IoT Device SDK et IoT Hub prennent en charge les protocoles de communication courants, tels que HTTP, MQTT et AMQP pour les communications appareil-à-cloud et cloud-à-appareil. Dans certains scénarios, il est possible que vous ayez besoin d’une passerelle pour connecter vos appareils IoT à vos services cloud.
Les appareils IoT ont des caractéristiques différentes de celles d’autres clients tels que les navigateurs et les applications mobiles. Plus précisément, les appareils IoT :
- sont souvent des systèmes intégrés, qui ne font appel à aucun opérateur humain ;
- peuvent être déployés sur des sites distants avec un accès physique coûteux ;
- peuvent n’être accessibles que par le biais du serveur principal de la solution ;
- peuvent présenter des performances et des ressources de traitement limitées ;
- peuvent afficher une connectivité réseau intermittente, lente ou coûteuse ;
- peuvent exiger l’utilisation de protocoles d’application privés, personnalisés ou propres au secteur.
Les kits SDK d’appareil vous permettent de connecter des appareils au service cloud de manière fiable et sécurisée, ce qui peut parfois représenter un véritable défi.
Pour en savoir plus sur la connectivité des appareils et les passerelles, consultez la rubrique Infrastructure et connectivité des appareils.
Connectivité dans une solution basée sur la périphérie
Dans une solution basée sur la périphérie, les ressources IoT se connectent à un environnement de périphérie qui traite leurs messages avant de les transférer vers le cloud pour le stockage et l’analyse. Les ressources peuvent utiliser des protocoles et des normes de communication réseau tels que :
- OPC UA dans les environnements industriels
- ONVIF pour la gestion et la surveillance des appareils vidéo
- MQTT en tant que protocole de messagerie standard pour les ressources et appareils IoT
Dans le diagramme de solution basée sur la périphérie présenté précédemment, les connecteurs de trafic vers les composants de niveau inférieur représentent les protocoles et normes utilisés par les ressources pour se connecter à l’environnement de périphérie.
Comparaisons entre les appareils et les ressources
Le tableau suivant récapitule les options actuelles pour les ressources, les appareils et la connectivité :
| Offres actuelles (GA) | Solution basée sur le cloud | Solution basée sur la périphérie |
|---|---|---|
| Types d’objets connectés | Appareils IoT | Appareils et ressources IoT (ensemble plus large d’entités physiques ou virtuelles qui incluent des appareils IoT) |
| Protocoles de connectivité des appareils | HTTP, AMQP, MQTT v3.1.1 | HTTP, AMQP, MQTT v3.1.1, MQTT v5. Dans Opérations Azure IoT, les connecteurs activent d’autres protocoles. Opérations Azure IoT inclut le connecteur OPC UA, le connecteur multimédia, et le connecteur ONVIF. Les connecteurs personnalisés sont possibles. |
| Implémentation des appareils | Kits SDK d’appareils Microsoft IoT et kits SDK d’appareils embarqués | Kits SDK d’appareils Microsoft IoT et kits SDK d’appareils embarqués |
| Gestion des appareils | IoT DPS, Device Update, IoT Central | Dans Opérations Azure IoT, utilisez Registre de Dispositifs Azure. Utilisez Akri pour activer la découverte automatisée des ressources/appareils avec des protocoles natifs. Dans IoT Edge, utilisez IoT DPS pour la gestion des appareils à grande échelle. |
Services et applications
Dans une solution basée sur le cloud, les services cloud propres à IoT fournissent l’infrastructure pour connecter, surveiller et contrôler vos appareils. Dans une solution basée sur la périphérie, l’environnement d’exécution de périphérie héberge les services pour connecter, surveiller et contrôler vos ressources. D’autres services cloud fournissent des services génériques tels que le stockage, l’analyse, et la visualisation, à votre solution.
Services cloud IoT
Dans une solution IoT basée sur le cloud, les services cloud IoT effectuent généralement les opérations suivantes :
- Recevez des données de télémétrie à grande échelle de vos appareils et déterminez comment traiter et stocker ces données.
- Envoyez des commandes depuis le cloud à des appareils spécifiques.
- Approvisionnez les appareils et contrôlez ceux qui peuvent se connecter à votre infrastructure.
- Contrôler l’état de vos appareils et surveiller leurs activités.
- Gérez le microprogramme installé sur vos appareils.
Par exemple, dans une solution de supervision à distance pour une station de pompage pétrolière, les services utilisent la télémétrie des pompes pour identifier tout comportement anormal. Lorsqu’un service cloud identifie une anomalie, il peut envoyer automatiquement une commande à l’appareil pour effectuer une action corrective. Ce processus implémente une boucle de rétroaction automatisée entre l’appareil et le cloud qui augmente considérablement l’efficacité de la solution.
Pour en savoir plus, consultez :
- Gestion et contrôle des appareils
- Traitement des messages dans une solution IoT
- Étendre votre solution IoT
- Analyser et visualiser vos données IoT
Runtime Edge
Dans une solution IoT basée sur la périphérie, les services locaux hébergés dans l’environnement d’exécution de périphérie effectuent généralement les opérations suivantes :
- Gestion de la connectivité à vos ressources via les connecteurs de trafic vers les composants de niveau inférieur
- Réception de la télémétrie à grande échelle à partir de vos ressources, et détermination de l’emplacement où acheminer la télémétrie en vue d’un traitement ultérieur.
- Transfert de commandes du cloud vers des ressources spécifiques.
- Exécution d’un traitement des messages locaux. Dans Opérations Azure IoT, ce traitement se déroule dans les connecteurs vers les composants de niveau supérieur.
Autres services cloud
Les solutions basées sur le cloud et basées sur la périphérie peuvent utiliser d’autres services cloud pour fournir davantage de fonctionnalités à votre solution. Par exemple, vous pouvez utiliser :
- Des services de stockage Azure pour stocker les données de télémétrie.
- Azure Stream Analytics pour traiter les données de télémétrie en temps réel.
- Microsoft Fabric pour stocker et analyser les données de télémétrie.
- Microsoft Power BI pour visualiser les données de télémétrie.
Comparaisons des services IoT
Le tableau suivant récapitule les options actuelles en termes de services et d’applications de périphérie :
| Offres actuelles (GA) | Solution basée sur le cloud | Solution basée sur la périphérie |
|---|---|---|
| Services | IoT Hub, IoT DPS, IoT Hub Device Update, Azure Digital Twins | Opérations Azure IoT, avec Registre de Dispositifs Azure. Vous pouvez également utiliser IoT Edge. |
| Options des applications de périphérie | Aucun(e) | DAPR (Distributed Application Runtime Apps). Avec IoT Edge, vous pouvez utiliser des modules IoT Edge. |
Comparaisons du déploiement
Le tableau suivant récapitule les options de déploiement actuelles :
| Offres actuelles (GA) | Solution basée sur le cloud | Solution basée sur la périphérie |
|---|---|---|
| Topologie | Les appareils se connectent directement aux services de messagerie cloud tels qu’IoT Hub. Géré dans le cloud à l’aide des kits SDK de service IoT ou ARM (Azure Resource Manager). | Opérations Azure IoT permet de connecter des ressources à un cluster Kubernetes local. Les ressources se connectent à l’Agent MQTT d’Opérations Azure IoT, soit directement via des protocoles réseau standard, soit via des appareils intermédiaires. Géré dans le cloud à l’aide de services avec Azure Arc. Vous pouvez également utiliser IoT Edge, qui s’exécute sur un appareil de passerelle comme un PC industriel, et fournit une connectivité cloud pour les appareils en se connectant à IoT Hub. |
| Infrastructure | Services cloud tels qu’IoT Hub, et appareils informatiques standard qui contiennent un processeur/MPU, ou appareils limités et embarqués qui contiennent un MCU. | Opérations Azure IoT, qui s’exécute sur un cluster Kubernetes, et ressources ou appareils qui se connectent au cluster. Vous pouvez également utiliser IoT Edge, qui s’exécute sur un appareil de passerelle tel qu’un Raspberry Pi ou un PC industriel, et des appareils qui se connectent à l’appareil de passerelle. Les appareils peuvent inclure des appareils informatiques standard qui contiennent un processeur/MPU, ou des appareils limités et embarqués qui contiennent un MCU. |
Préoccupations à l’échelle de la solution
Toute solution IoT doit répondre aux problèmes suivants concernant l’ensemble de la solution :
- Gestion des solutions, y compris le déploiement et la surveillance.
- Sécurité, notamment la sécurité physique, l’authentification, l’autorisation et le chiffrement.
- Haute disponibilité et récupération d’urgence pour tous les composants de votre solution.
- Scalabilité pour tous les services de votre solution.
Gestion des solutions
L’approche cloud adaptative unifie les équipes en silo, les sites distribués, et les systèmes disparates en un modèle d’opérations, de sécurité, d’application et de données unique. Cette approche vous permet d’utiliser les mêmes technologies cloud et IA pour gérer et surveiller les solutions IoT hybrides, basées sur la périphérie, et basées sur le cloud.
Les solutions basées sur IoT Hub, IoT Central, et IoT Edge offrent une prise en charge limitée de l’approche cloud adaptative. Bien que les instances IoT Hub, IoT Central, et IoT Edge soient elles-mêmes des ressources Azure, elles n’exposent pas de manière native des fonctionnalités, telles que la gestion des appareils et la transformation des données, en tant que ressources que vous pouvez gérer en tant que ressources Azure standard.
En revanche, les solutions basées sur Opérations Azure IoT offrent une expérience de gestion unifiée pour tous les composants de votre solution. Opérations Azure IoT utilise des services avec Azure Arc pour gérer et surveiller votre solution basée sur la périphérie comme s’il s’agissait d’une solution cloud. Par exemple, les ressources et les transformations de données s’exécutant sur la périphérie sont exposées en tant que ressources cloud dans Azure. Cette approche vous permet d’utiliser des technologies Azure standard pour gérer et surveiller l’ensemble de votre solution basée sur la périphérie.
Comparaisons de sécurité
Le tableau suivant récapitule les options de sécurité actuelles :
| Offres actuelles (GA) | Solution basée sur le cloud | Solution basée sur la périphérie |
|---|---|---|
| Authentification | SAS, X.509 | SAS, X.509, et SAT (jetons de compte de sécurité) pour l’authentification sur cluster |
| Autorisation | Propriétaire dans les offres de service actuelles comme IoT Hub | Opérations Azure IoT utilise l’identité Microsoft Entra ID pour le contrôle d’accès en fonction du rôle (RBAC). IoT Edge utilise un schéma d’autorisation propriétaire qui communique avec IoT Hub, mais gère l’autorisation localement. |
Étapes suivantes
Les étapes suivantes suggérées pour explorer Azure IoT plus en détail sont les suivantes :
- Développement d’appareil IoT
- Infrastructure et connectivité des appareils
- Services et technologies Azure IoT
Pour plus d’informations sur l’architecture Azure IoT, consultez :